[实用新型]三通道实时测温热像仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三通道实时测温热像仪。

背景技术

在锻造工业生产中，经常使用电视摄像机或热像仪观察炉子燃烧状况，有经验的操作工根据电视图像的色彩来判断燃烧的温度，物料的温度等。此种判断人为因素很多，不甚科学，判断结果往往是因人而异，因厂而异，这对生产工艺的稳定性、一致性带来很大影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种三通道实时测温热像仪，增加二个通道进行比辐射测温，同时测得一幅温度图像，准确的测量温度，克服使用电视摄像机或热像仪观察炉子燃烧状况的不足。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种三通道实时测温热像仪，包括物镜、可见光目镜、可见光彩色摄像机，在物镜与可见光目镜之间设置有分光棱镜，在分光棱镜上下两侧分别设有宽带成像系统和窄带成像系统，所述宽带成像系统包括宽带滤光片、宽带目镜及CCD芯片，所述窄带成像系统包括窄带滤光片、目镜及CCD芯片；分光棱镜右侧设有可见光目镜及可见光彩色摄像机。本实用新型在通常的摄像镜头设计中采用一个分光棱镜，分出另外二光路并分别成像于二个摄像CCD芯片，其中一路的光谱在0.8-1.05微米，称为宽带，另一路的光谱在0.9-1.0微米，称为窄带，这2光路加上普通的可见光，共三路视频图像具有同一的视场。

本实用新型的有益效果为：使用了一个三通道镜头，同时使用三个摄像头，其一个就是普通的彩色摄像头，另二个是宽带和窄带摄象头，可见光彩色图像、宽光谱图像和窄光谱图像三路图像来自同一个物镜，同一个视场，宽、窄带图像来自同一个时序、同一个时钟，像点完全重合，客观地、准确地反映了燃烧场的温度分布，为常用的看火热像仪增加了一个实时温度场测量功能。

附图说明

图1是本实用新型所述的三通道实时测温热像仪的光学系统示意图；

图2是本实用新型所述的三通道实时测温热像仪的电子学处理原理框图。

图中：

1、物镜；2、分光棱镜；3、宽带滤光片；4、宽带目镜；5、CCD芯片；6、窄带滤光片；7、窄带目镜；8、CCD芯片；9、可见光目镜；10、可见光彩色摄像机。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述三通道实时测温热像仪，包括物镜1、可见光目镜9、可见光彩色摄像机10，在物镜1与可见光目镜9之间设置有分光棱镜2，在分光棱镜2上下两侧分别设有宽带成像系统和窄带成像系统，所述宽带成像系统包括宽带滤光片3、宽带目镜4及CCD芯片5，所述窄带成像系统包括窄带滤光片6、窄带目镜7及CCD芯片8；分光棱镜2右侧设有可见光目镜9及可见光彩色摄像机10。本实用新型在通常的摄像镜头设计中采用一个分光棱镜，分出另外二光路并分别成像于二个摄像CCD芯片，其中一路的光谱在0.8-1.05微米，称为宽带，另一路的光谱在0.9-1.0微米，称为窄带，这2光路加上普通的可见光，共三路视频图像具有同一的视场。

如图2所示，由图1中宽带光路过来的光，经过宽带滤光片，聚焦在CCD焦平面上，在此CCD上的光信号转换为电荷信号，经过时序电路的脉冲驱动，电荷进入CCD芯片，得到放大和处理，然后经AD转换器变成数字信号，进入大规模门阵列器件。对于窄带光路的说明类同。存在大规模门阵列器件内的图象信息按已有技术进行视频传输，传输的方式采用光缆，相当于一个三路光端机的功能。信号处理的特点是宽带和窄带摄像机的驱动和A/D采集时钟都是相同的，保证采集的象点在同一时刻同一位置，为以后求比值获得准确地结果。彩色热像仪摄像机经过视频解码后也成为数字信号。此三个数字视频信号按照通常的三路视频传输技术，通过光缆传输到中控室的视频接收卡。

在视频接收这一端，运用最新的CPI-E接口，使三路视频采用DMA方法，快速进入计算机。通过应用软件，在计算机显示器上获得二幅最基本的图像：可见的彩色图像，假彩色的温度图像。此温度图像是通过对宽带和窄带信号的比值运算获得的，并通过调色板实现假彩色，

温度测量采用比辐射的方法，所谓比辐射就是计算一个宽光谱段的辐射量和一个窄光谱段的辐射量之比值，此比值跟物体的温度有关系，也就是据此比值，可求得物体的温度。这种比辐射方法可以消除尘埃等衰减因素对测量结果的影响，其结果与物体的辐射系数又没有关系，因而可以准确地得到物体的温度。本专利利用宽带摄像机的数据和窄带摄像机的数据都正比于所接收的辐射值，两者之比即是两波段的辐射之比，在时间上利用同一时钟，同一的扫描时序进行采样，所采集的数据是同一时刻，同一象点的辐射值，所以比值准确反映了该象点的温度值。